UE 2.1 Biologie fondamentale

Introduction : 

deux types de cellules

Cellulesprocaryotes(=bactéries)
Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules)

Cellules procaryotes:

  • 1 à 3 μm en général

  • pas d'organites présents (sauf

    ribosomes)

  • matériel génétique non enfermé

dans un noyau délimité tous unicellulaires

Cellules eucaryotes

  • 10 à 100 μm en général

  • Nombreux organites internes faits de membranes.

  • Matériel génétique délimité par une membrane = noyau

 

Les différentes structures des cellules eucaryotes

  • Membrane plasmique : barrière et échangeavec l’extérieur

  • Noyau : maintien de l’information génétique

  • Mitochondrie : production d’énergie

  • Golgi/Réticulum endoplasmique : production/modification des protéines

  • Cytosquelette : maintien de la forme de la cellule

  • Lysosome : recyclage des déchets

 

La division cellulaire

Le cycle cellulaire

la division des cellules est un processus complexe, finement régulé, dont les différentes étapes se succèdent au cours du cycle cellulaire

La mitose est une étape particulière de ce cycle cellulaire au cours de laquelle la cellule mère donne naissance à 2 cellules filles (prophase, métaphase, anaphase, télophase)

 

Les cellules meurent

  • Pour que de nouvelles cellules apparaissent il faut que les anciennes disparaissent :

    Mort par apoptose : programme génétique mis enjeu lorsqu’il est nécessaire qu’une cellule soit éliminée : fin de vie naturelle d’une cellule ou bien signal reçu de l’extérieur

  • Des cellules peuvent aussi mourir parprivation d’oxygène, action de moléculestoxiques ou lésion dans la membrane :

    mort par nécrose, non programmée

 

 

 

 

ATOME

  • Un atome [atomos], « indivisible » est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre.

  • La théorie atomiste, soutient l'idée d'une matière composée de « grains » indivisibles (contre l'idée d'une matière indéfiniment sécable)

  • ATOME : Noyau (protons et neutrons) entouréd’électrons

  • Les atomes se combinent entre eux pour former des molécules

 

Le noyau

  • Le noyau atomique est le cœur de l'atome. Il est situé en son centre, est mille fois plus petit et contient 99,97% de sa masse.

  • Protons : charge électrique positive

  • Neutrons : charge neutre.

  • Le noyau est donc de charge positive

  • Les électrons de l’atome sont maintenus autour du noyau par attraction électrique

 

Unités de Quantités

  • La mole : La mole est la quantité de matière contenant 6,02 1023 entités
    (entités = molécules, atomes ou ions).

  • Le symbole de la mole est mol.

  • La masse molaire atomique d'un élément ou la masse d'une mole d'atomes est exprimée en gramme par mole.

  • Le symbole est M

  • L'unité est le gramme par mole = g.mol-1

  • 1mole d’oxygène (atome)

    pèse 16g ( cf nombre de masse)

 

Unités de Concentration

  • La concentration molaire est le nombre demoles d’atome ou de molécule
    par litre de solution.

  • Le symbole est C

  • Les unités :

  • Concentration molaire : la mole par litre (mol/l ou M)

  • Nombre de moles : la mole (mol) Volume : le litre (l)

 

ions

Un ion est un atome (ou une molécule, cf infra) qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons

Exemple : ion sodium Na+

NaNa+ + 1 e- ion sodium Cl + 1 e- Cl- ion chlorure

 

Liaisons atomiques

Liaison de covalence : la plus forte Simple ou doubles liaisons

Liaisons faibles : très importantes Exemple des liaisons ioniques

 

 

Les molécules de la vie

La vie utilise environ 25 des 92 éléments chimiques présents à l'état naturel.

De ces 25, quatre sont particulièrement importants : Carbone (C) : peut former 4 liaisons chimiques

Hydrogène (H) : ne forme qu'une liaison Oxygène (O) : peut former 2 liaisons
Azote (N) : peut former 3 liaisons

 

 

Principaux groupements chimiques organiques

Méthyle : -CH3
Hydroxyle : -OH
Amine : -NH2
Acide carboxylique : -COOH

 

Les molécules du vivant

Chaque être vivant contient des milliers de molécules différentes.

On peut regrouper la plupart de ces molécules en 4 grandes familles:

  • Glucides (sucres ou hydrates de carbone)

  • Lipides (gras, huiles et stéroïdes) Protéines

Acides nucléiques (ADN et ARN)

 

 

Propriétés de l’eau

  • liquide entre 0 et 100°C

  • état solide (glace) de densité plus

    faible l’état liquide

  • solvant : permet la mise en solution de nombreuses molécules

  • toutes liées à sa structure en réseau de liaisons hydrogènes.

 

 

Propriétés de solvatation

Nature de l ’eau : excellent solvant pour

1) des substances ionisables (sels, NaCl) 2) des substances non ionisables
mais dites polaires (oses, alcools,amines)

hydrophiles

L ’eau ne peut pas dissoudre les composés non polaires et non chargés Comme les lipides

hydrophobes

 

 

Réactions chimiques

Une réaction est un réarrangement des atomes d’une ou de plusieurs molécules (les substrats ou les réactifs) pour former une ou des nouvelles molécules (les produits)

R1 + R2 P1 + P2

La double flèche signifie que la réaction a lieudans un sens ou dans l’autre

Il y a forcément , pour chaque atome, le même nombre du côté réactifs et du côté produit

 

 

Acide / Base

Définitions simples des acides et des bases

* un acide, HA, est un donneur de protons H+ :

HA H++A-

Base conjuguée de l ’acide HA

* une base, B, est un accepteur de protons H+ : B +H+ BH+

Acide conjuguée de la base B

 

 

Définition du pH (potentiel d ’Hydrogène)

pH est le l’opposé du logarithme décimal de la concentration des H3O+pH = -log[H3O+]

Pourl’eaupure:[H3O+]=10-7 Mdonc pH=7

On peut avoir des espèces qui produisent des H+ (et donc des consomment

Si pH < 7 la solution est dite « acide »
Si pH > 7 la solution est dite « basique »

) ou qui en

 

 

Des systèmes « tampons » régulent le pH

• Un mélange de base et d’acide enproportion égale permettent de maintenir le pH dans une gamme précise : système tampon.

Le pH du sang est maintenu entre 7.2 et 7.4 par le tampon bicarbonate (base)/ acide carbonique (acide).